Wymienniki ciepła (LMTD): karta pracy z odpowiedziami

Darmowa karta pracy do druku – Wymienniki ciepła (LMTD): 6 zadań od łatwych do poziomu egzaminu, z kluczem odpowiedzi. Wydrukuj ją lub zapisz jako PDF.

Nowa karta pracyĆwicz online z podpowiedziami

Dla nauczycieli: można bezpłatnie drukować, kopiować i używać na zajęciach. Każdy nowy arkusz ma nowe wartości i własny klucz odpowiedzi. Będziemy wdzięczni za link do ExamProblems na stronie kursu.

Imię: ____________________   Data: ____________

1.Łatwy
długośćT165 °C45 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 165 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 85 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 165 → 45 °CTc: 20 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT165 °C60 °C115 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 165 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 115 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 165 → 60 °CTc: 15 → 115 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT90 °C75 °C20 °C70 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 80 kW. Gorący płyn stygnie od 90 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 70 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 80 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 90 → 75 °CTc: 20 → 70 °C
A = m²
4.Średni
długośćT90 °C25 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 140 kW. Gorący płyn stygnie od 90 do 25 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 65 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,9, a U = 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 140 kWF = 0,9U = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 25 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT110 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 110 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 4 m² i U = 3000 W/(m²·K). Woda chłodząca (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 10 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 110 °CA = 4 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT180 °C45 °C51,91 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 180 do 45 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 800 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 45 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 47,29 K
  2. 2. ΔTlm = 47,46 K
  3. 3. A = 4,06 m²
  4. 4. A = 39,73 m²
  5. 5. Tc,out = 86,2 °C
  6. 6. A = 7,248 m²

Pełne rozwiązania krok po kroku: ćwicz ten temat na examproblems.com.